package linkedList.环形链表II;
//给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。 
// 如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到
//链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。 
// 不允许修改 链表。 
// 示例 1： 
//输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
//输出：返回索引为 1 的链表节点
//解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。
// 示例 2： 
//输入：head = [1,2], pos = 0
//输出：返回索引为 0 的链表节点
//解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
// 示例 3： 
//输入：head = [1], pos = -1
//输出：返回 null
//解释：链表中没有环。
// 提示： 
// 链表中节点的数目范围在范围 [0, 10⁴] 内 
// -10⁵ <= Node.val <= 10⁵ 
// pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引 
// 进阶：你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？ 
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class ListNode {
    int val;
    ListNode next;

    ListNode(int x) {
        val = x;
        next = null;
    }

    public void setNext(ListNode ln2) {
        this.next = ln2;
    }

    @Override
    public String toString() {
        if (this == null) {
            return null;
        }
        return "this.val = " + this.val;
    }
}

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        /**
         * 快慢指针:slow走一步，fast走两步
         * 当 fast 追上slow的时候 ，slow 一定被fast 套圈了, 假设S 为第一个成环节点，第一次相遇点为 F
         * 设 a = S - 起点 ， b = F - S  , c = F 到 S 的距离环内长度为 (b+c)
         * 有  fast 是 slow 两倍 ，扫过的节点也是两倍
         * 所以有 slow : a + b  fast : a + b + c + b ===> 2(a+b) = a+b+c+b => a = c
         * 接下来就可以使两个指针同频执行，只是一个从 起点开始 ， 一个从 F点开始一步一步走
         */
        if (head == null || head.next == null) {
            return null;
        }
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        boolean hasCycle = false;
        // 第一步：判断是否有环
        while (fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if (fast == slow) {
                hasCycle = true;
                break;
            }
        }
        // 无环则直接返回
        if (!hasCycle) {
            return null;
        }
        // 第二步：寻找环的入口
        slow = head;
        while (slow != fast) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next;
        }
        return slow;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        ListNode ln1 = new ListNode(1);
        ListNode ln2 = new ListNode(2);
        ListNode ln3 = new ListNode(3);
        ListNode ln4 = new ListNode(4);
        ln1.setNext(ln2);
        ln2.setNext(ln3);
        ln3.setNext(ln4);
        ln4.setNext(ln1);
        System.out.println(solution.detectCycle(ln1));
    }
    //1,2,3,4|,2,3,4,2,3,4
    //1,3,2,4|,3,2,4,3,2,4
}
